☉江苏海门市悦来初中 杨卫东
客从何处来:一道几何把关题的命制历程
☉江苏海门市悦来初中杨卫东
中考把关题的命制坚持“从教材出发,源于教材、高于教材”已逐渐成为各地中考命题组的共识.本文记录一道考题(2016年江苏省南通市第27题)的命题历程与打磨意见,供分享.
试题原型:(人教版九下P36,练习2)如图1,Rt△ABC中,CD是斜边AB上的高.
图1
求证:(1)△ACD∽△ABC;(2)△CBD∽△ABC.
考查方向:主要考查相似三角形的判定方法,由∠ACB=∠ADC=∠CDB=90°,得∠A+∠ACD=∠BCD+ ∠ACD=90°,可得∠A=∠BCD,进而△ACD∽△ABC∽△CBD.
设问方向:
(1)在这个基本图形中,只要已知其中的任意2条线段长,你可以求出其他所有线段长吗?
设问意图:比如已知CD和AB的长,可设AD=x,则BD=AB-x,利用CD2=AD·BD得x(AB-x)=CD2,解这个一元二次方程,即可求出x的值,利用已知图形中AD与BD的大小关系,可以确定AD与BD的长,再利用勾股定理去求出AC、BC的长.
(2)若已知两直角边的长,不利用三角形相似,你能求出斜边上的高CD的长吗?
形成初稿:如图2,△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,CO⊥AB于点O,D是线段AB上一点,DE=a,DE∥AC(∠ADE<90°),连接AE、BE、CD,设BE、CD的中点分别为P、Q.
(1)当四边形ACDE是菱形时,求AD、CO的长;
(2)当a=2时,求PQ的长;
(3)点D从点A开始运动到点B停止,请直接写出线段PQ的中点运动的路径长.
图2
图3
所以,(1)中添上了条件“四边形ACDE是菱形”,考生需要分析出a=3,且点O恰好是线段CE的中点.
当然,凭借“试题原型”中的经验,不难求出AD和CO的长.
(3)中求线段PQ的中点运动的路径长,可以先突破:动点P、Q的运动轨迹是什么?由平移的性质和点D的起始位置与终止位置得:四边形AEE′B是平行四边形,点P和点Q的运动路径分别为线段PP′、QQ′.(见图4)
图4中,PB=PE,BP′=P′E′,有PP′∥EE′,PP′=EE′;又▱AEE′B中,EE′=AB,EE′∥AB,得PP′∥AB,PP′=E′P′B(D′)AB.同理:QQ′∥AB,QQ′=AB.所以PP′∥QQ′,PP′=QQ′,即四边形PP′Q′Q是平行四边形.于是可求出线段PQ的中点运动的路径长=
图4
打磨意见:首先是题干中已知条件DE=a,会给考生带来一定的思维难度,究竟a有多大呢?倒不如直接给出DE的长度;
(1)中添上的条件“四边形ACDE是菱形”没有为求OC的长带来任何作用,只是为求AD的长起到了AD= 2AO的小小作用;况且能真正给予考生去解决(2)的方法暗示的信度并不高.所以四边形ACDE是菱形不添加为好!
图5
形成二稿:如图5,△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,CO⊥AB于点O,D是线段OB上一点,DE=2,DE∥AC(∠ADE<90°),连接BE、CD,设BE、CD的中点分别为P、Q.
(1)求AO的长;
(2)求PQ的长;
(3)点D从点O开始运动至点B停止,请直接写出线段PQ的中点运动的路径长.
形成三稿:只对(3)进行修改.
(3)如图6,当CP平分AB时,求tan∠BED.
设问解读:设CP与AB相交于点H,延长ED交CP于点N,交BC于点T,连接AE.(见图7)
图6
图7
打磨意见:本小题把三角形中位线定理、平行四边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、直角三角形的性质、三角函数进行了有机组合,综合性很强、难度太大,得分率一定很低,真的是一道难跨的坎!看来还需从线段PQ的运动轨迹去打磨和调整.
图8
设问解读:过点P作PK∥ED交AB于点K,过点Q作QS∥AC交AB于点S.(见图8)
形成定稿:(只是对最后一问进行了修改)
(3)设PQ与AB的交点为M,请直接写出|PM-MQ|的值.
南京大学哲学系郑毓信教授指出“善于使用化归是数学家思维方式的重要特点”.数学解题的化归策略丰富多样,相信上述命题历程的揭秘有助于广大师生在复习备考中有的放矢,使得解题教学的针对性更强,比如学会遇河建桥、遇堵绕行、遇山开道、遇动找静、遇难化解等.如何让思维在高速道上奔跑,让亮点在高架桥上挂满,恰是命题组献给考生的最佳礼物.
参考文献:
1.郑毓信.数学方法论入门[M].杭州:浙江教育出版社,2006.
2.刘东升.南通中考数学卷:21年的回望与坚守[J].中学数学教学参考(中),2012(1-2).
3.【美】波利亚.怎样解题[M].阎育苏,译.北京:科学出版社,1982.